SU1730118A1 - Способ обработки бурового раствора карбоксиметилцеллюлозой - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени  : в буровой раствор последовательно ввод т феррохром- лигносульфонат (ФХЛС) и водный раствор цемента с карбоксиметилцеллюлозой (КМЦ) при их массовом соотношении 0,1-1,1. КМЦ ввод т в раствор не менее 0,08 мае.ч. от массы бурового раствора, ФХЛС в количестве 1,5-2,3 мае.ч. от массы вводимой в раствор КМЦ. 2 табл.

Description

СО

с

Изобретение относитс  к бурению скважин и может использоватьс  при регулировании свойств буровых растворов.

Известен способ обработки бурового раствора феррохромлигносульфонатом (ФХЛС), который используют дл  уменьшени  в зкости и предельного напр жени  сдвига.

Недостатком способа  вл етс  то, что ФХЛС при данной обработке не позвол ет снижать водоотдачу раствора и увеличивать стабильность его свойств.

Наиболее близким по признакам и технической сущности к предложенному  вл етс  способ обработки бурового раствора путем последовательного ввода в него кар- боксиметилцеллюлозы (КМЦ), ФХЛС и цемента .

К недостаткам способа относитс  недостаточна  эффективность в снижении водоотдачи и стабильности раствора.

Цель изобретени  - уменьшение водоотдачи и повышение стабильности раствора .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу в буровой раствор последовательно ввод т ФХЛС и реагент, содержащий цемент и КМЦ в массовом соотношении 0,1-1,1, при этом минимальное количество вводимого КМЦ должно составл ть 0,08% от массы бурового раствора, а количество ФХЛС- 1,5-2,3 мае.ч. от вводимого в раствор КМЦ,

Согласно способу обработки, происходит сшивка КМЦ и образование пространственной структуры полимера в буровом растворе. При этом повышаетс  стабильность раствора и его свойств, уменьшаетс  водоотдача по сравнению с обработкой, при которой эти реагенты ввод тс  в другой последовательности и в других соотношени х.

При массовом соотношении ФХЛС к КМЦ, равном 1,5-2,3, образуетс  наиболее стабильна  во времени система сшитого

-ч ы о

00

i

полимера. За пределами этого соотношени  стабильность раствора уменьшаетс , возрастает его водоотдача. Оптимальное количество цемента,  вл ющегос  в новом способе регул тором структурно-механиче- ских свойств и водоотдачи,  вл етс  0,1-1,1 от количества вводимого в раствор КМ Ц. При меньшем соотношении происходит рост структурно-механических свойств при одновременном росте водоотдачи раство- ра, при превышении данного соотношени  возрастает водоотдача раствора. Минимальное количество КМ Ц в 0,08% определено как нижний предел, при котором образуетс  пространственна  структура полимера при его сшивке в неминерализованных буровых растворах с высокой концентрацией твердой фазы (более 15%). С уменьшением содержани  глинистой фазы в растворе нижний предел содержани  КМ Ц возрастает и еще больший расход КМЦ требуетс  в минерализованных буровых растворах . Оптимальное количество КМЦ определ етс  в каждом конкретном случае по результатам лабораторного анализа.

Пример1.В емкость наливают 1000 г бурового раствора, добавл ют 1,6 г порошкообразного ФХЛС и перемешивают электрической мешалкой в течение 20 мин до полного растворени  реагента, затем до- бавл ют 20 г реагента, содержащего 4% КМЦ, 4,4% цемента, остальное вода, и раствор перемешивают в течение 30 мин. После этого измер ют параметры раствора,

П р и м е р 2. В емкость наливают 1000 г бурового раствора, добавл ют 10 г 30%-ного водного раствора ФХЛС и перемешивают в течение 5 мин. Затем добавл ют 200 г реагента, содержащего 1 % КМЦ, 0,1 % цемента, остальное вода, и перемеши- вают в течение 30 мин. После этого измер ют параметры раствора.

Пример 3. В емкость с 1000 г бурового раствора добавл ют 63,3 г 30%-ного водного раствора ФХЛС и содержимое переме- шивают в течение 5 мин. Затем добавл ют 250 г реагента, содержащего 4% КМЦ, 2% цемента, остальное вода, и перемешивают раствор в течение 30 мин. Измер ют параметры раствора.

Пример 4. В емкость с 1000 г бурового раствора добавл ют 23 г порошкообразного ФХЛС и раствор перемешивают в течение 20 мин. Добавл ют 200 г реагента, содержащего 5% КМЦ, 4% цемента, остальное вода, и перемешивают в течение 30 мин. После этого измер ют параметры раствора.

В табл.1 приведены параметры раствора , пробы которых были отобраны с бур щихс  скважин.

После измерени  параметров растворы обрабатывали по известному и предлагаемому способу. По известному раствор обра- батывалс  путем поочередного ввода КМЦ-бОО, ФХЛС и цемента, при этом использовалась разна  последовательность введени  указанных реагентов. КМЦ при обработке вводили в виде 5%-ного водного раствора, ФХЛС и цемент вводили в сухом виде. После введени  каждого реагента раствор перемешивали электрической мешалкой в течение 30 мин, что обеспечивало полное их растворение. Параметры измер лись через 24 ч после обработки.

По предлагаемому способу растворы обрабатывали следующим образом.

Готовили реагент, содержащий 5% КМЦ-800, расчетное количество цемента, остальное вода. Дл  этого сначала в воде затвор ли КМЦ, затем цемент, при этом после ввода каждого компонента состав перемешивалс  электрической мешалкой в течение 30 мин. Затем в пробу бурового раствора вводили расчетное количество ФХЛС и раствор перемешивалс  в течение 5 мин, после этого вводили расчетное количество приготовленного реагента и перемешивали раствор в течение 30 мин. Через 24 ч измер лись параметры раствора.

Сравнительные показатели раствора после обработки по известному и предлагаемому способам приведены в табл.2, там же приведены составы реагента, содержащего КМЦ и цемент (или известь), а также расход компонентов на обработку. Дл  всех исследуемых растворов при предлагаемом способе обработки получено наибольшее снижение водоотдачи и увеличение стабильности растворов.

Дл  обработки растворов по предлагаемому способу использовались следующие составы комплексного реагента. Дл  раствора 1 % КМЦ 5, портландцемент дл  гор чих скважин (или известь) 0,5, вода остальное. Дл  раствора 2,% КМЦ-5.строительный цемент ПЦ-500 (или известь) 5, вода остальное.

Дл  раствора 3,% КМЦ-5, гипсоглинозе- мистый цемент (или известь) 5,5, вода остальное . Дл  раствора 4: КМЦ-5, расшир ющийс  цемент НЦ-1 (или известь) 5,5, вода остальное.

На буровой обработку бурового раствора провод т следующим образом.

Сначала ввод т по циклу расчетное количество ФХЛС в порошкообразном виде или в виде его водного раствора. В первом случае дл  повышени  скорости растворени  ФХЛС ввод т через перемешивающее устройство, например, ФСМ. Во втором случае предварительно готов т концентрированный водный раствор ФХЛС, например, в глиномешалке. После этого в буровой раствор по циклу ввод т водный раствор КМ Ц с цементом, который также готов т в глиномешалке или другой емкости дл  приготовлени  водных растворов реагентов. Дл  ускорени  процесса обработки ввод указанных реагентов в буровой раствор можно совмещать. В этом случае ближе к устью скважины в желобную систему при циркул ции вводитс  ФХЛС в порошкообразном виде или его водный раствор, а ниже по желобу вводитс  водный раствор КМ Ц с цементом. Дл  ускорени  растворени  и перемешивани  реагентов в растворе последний пропускают через перемешивающее устройство, например, ФСМ. Обработку можно проводить как в течение одного цикла , так и нескольких. Количество реагентов при обработке определ ют по результатам лабораторного анализа в зависимости от параметров раствора, которые требуетс  получить.

Использование способа позвол ет уменьшить расход реагентов, увеличить показатели работы долот, уменьшить прихва- тоопасность труб в скважине и осложнени , св занные с потерей устойчивости ствола скважин.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ обработки бурового раствора

   карбоксиметилцеллюлозой, феррохромлиг- носульфонатом и цементом, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью уменьшени  водоотдачи и повышени  стабильности раствора , последовательно ввод т в буровой

   раствор феррохромлигносульфонат и водный раствор цемента с карбоксиметилцеллюлозой при их массовом отношении 0,1-1,1, при этом карбоксиметилцеллюлозу ввод т в раствор не менее 0,08 мае.ч. от

   массы бурового раствора, а феррохромлигносульфонат в количестве 1,5-2,3 мае.ч. от массы вводимой в раствор корбоксилиме- тйлцеллюлозы..

   25

   Таблица I

   Номер раствора соответствует номеру раствора в табл.1

   Количество реагентов дл  обработки буровых растворов приведено в процентах от массы бурового раствора, в колонках против наименовани  реагентов приведена очередность их ввода ъ буровой раствор пои обработке. Параметры измер лись через Ik ч после приготовлени  растйоров.

   Таблица 2